Мінливість живих організмів

На початку ХХ століття були спроби використовувати різні фактори зовнішнього середовища для отримання індукованих мутацій. Алі протягом довгого години усі спроби були марними, почали навіть припускати, що мутації виникають виключно под впливом внутрішніх факторів, повністю автономно й абсолютно незалежно від впливу зовнішнього середовища.

Для спростування цієї хибної думи вирішальними були Перші ж успіхи, котрі, нарешті, були отримані у дослідах, спрямованих на отримання індукованих мутацій за допомогою дії різними чинниками зовнішнього середовища.

Перші індуковані мутації отримані в 1920 році академіком Надсоном у деяких бактерій та грибів под впливом променевої енергії (Х-проміння, еманція радію). Після проведення дослідів, виявилося, що виникають такі мутації, котрі різко підвищують життєздатність організму. Алі виявлялися й летальні мутації, котрі призводили до загибелі організму. А отримувати лише якісь певні, корисні мутації не вдавалося. Характер мутацій був спонтанним й непередбачувальним.

Після дослідів по опроміненню організмім для отримання індукованих мутацій, вчені зацікавилися механізмом дії радіоактивного випромінення.

Спочатку, коли із мутагенних факторів були відомі в основному рентгенівське, чи Х-проміння, припускалося, що зміну будови генів й розриви хромосом викликаються проходженням іонизуючої частинки, в результаті якого в хромосомах виникає іонизація — електрони вибивються із одних атомів й приєднуються до інших, що призводить до утворення позитивних й негативних іонів.

У наслідок цого в молекулі ДНК виникають різні перегрупування, котрі призводять до зміни в будові генів та точковим мутаціям, а й у крайніх випадках призводять до поперечних розривів хромосом та появі частинок (фрагментів) хромосом. При такому тулмаченні механізму виникнення мутацій гени розглядалися як мішені, влучення в котрі викликає появу точкових мутацій та хромосомних абберацій. Прихильники такого тулмачення механізму появи мутацій, відомого под назвою «теорія мішені», вважали, що мутації завжди катастрофічний процес, який відбувається практично миттєво, й наводили розрахунки ймовірності винекнення мутації головним чином на основі встановлення розмірів «мішені» та дози опромінення іонизуючої радіації, використаної для опромінення організму.

Інші ж дослідники пропонували, як альтернативну «теорії мішені», гіпотезу вільних радикалів. Згідно цієї гіпотези, вирішальну роль для утворення індукованих мутацій має непряма дія рентгенівського проміння (а також інших форм іонизуючої радіації), викликаюча появу в поживному середовищі (наприклад грунті) чи в клітинах живих організмів появу вільних радикалів типу ВІН та НО2. Ці вільні радикали можуть взаємодіяти як із молекулами ДНК хромосом, то й із молекулами цитоплазми клітини та молекулами поживного середовища, змінюючи їхнього. А такі змінені молекули в свою чергу взаємодіють із молекулами ДНК, призводячи до змін в їхнього будові. Результати цієї взаємодії значною мірою залежить від того, яким запасом енергії володіють вільні радикали. У тихий випадках, коли ця енергія значна, виникають сильні зміни в будові иолекул ДНК, призводячі до летальних мутацій чи до розлому хромосом. У тихий випадках, коли енергія вільних радикальів незначна, то їхні взаємодія із молекулами ДНК призводить до появи видимих точкових мутацій. На користь цій гіпотезі говорити ті, що умови при які проводилося опромінення (температура, наявність чи відсутність вільного кисню тощо), значною мірою впливають на частоту винекнення індукованих мутацій.

Особливо яскраво гіпотезу вільних радикалів підтверджувала поява індукованих мутацій у деяких мікроорганізмів после вирощування їхнього в поживному середовищі, яку попередньо було б піддано опроміненню великими дозами іонизуючої радіації. У цих випадках індуковані мутації могли виникнути лише под дією вільних радикалів поживного середовища, котрі виникли под годину його опромінення. На согоднішній день найбільш ймовірним є ті, що індуковані мутації виникають як в результаті безпосередньої іонизації атомів в молекулі ДНК іонизуючими частинками, то й в результаті взаємодії із молекулами ДНК вільних радикалів, виникаючих под впливом опромінення в ядерного соці, в цитоплазмі клітини і навіть в поживному середовищі. Алі усеж у винекненні індукованних мутацій найбілш важливу роль, співуче, відіграють вільні радикали. Колі було б встановленно, що винекнення индукованих мутацій може бути спричинено не лише рентгенівським промінням, але й також й іншими видами іонизуючої радіації (наприклад гамма-проміння, ультрафіолетове проміння), багато вчених-дослідників приступили до порівняльного аналізу й вивченню якісних особливостей індукованих мутацій, виникаючих под впливом різних мутагенних факторів.

Експерементально доведено, що одним із найсильніших мутагенів є радіоактивне опромінення. Вплив радіоактивного проміння на живий організм характеризується дозою опромінення. Поглинутою дозою опромінення називається ставлення поглинутої енергії іонізуючого проміння до массі опроміненої речовини. У міжнародній системі одиниць СІ поглинуту дозу радіації виражають у греях. Один грей дорівнює поглинутій дозі опрмінення при якій опроміненій речовені масою 1 кг. Передається енергія 1 Дж.

Природний фон радіації (космічне проміння, радіоактивність навколишнього середовища й тіла людини) за рік становить дозу опромінення приблизно 2*10−3 Грн. на людину. Міжнародна комісія у справах радіаційного захисту встановила для тихий, хто має справу із випроміненням, гранично допустиму дозу на рік 0,005 Грн. Доза опромінення в 3−10 Грн. смертельна, якщо вон прийнята за короткий час.

Враховуючи згубну для всього живого дію радіоактивного випромінення, под годину роботи із джерелом радіації (радіоактивні ізотопи, реактори тощо) потрібно вживати заходів для радіаційного захисту всіх людей, котрі можуть потрапити до зони дії проміння.

Найбільшою техногенно-екологічною катастрофою є аварія на Чорнобильській АЕС. У наслідок цієї катастрофи у навколишнє середовище потрапила величезна кількість радіоактивних речовин. У наслідок їхнього дії у всіх мешканців землі в тій чи іншій мірі відбулися непередбачувальні (можливо навіть згубні) мутації, котрі уже согодні призводять до народження неповноцінних дітей, збільшенню захворювань на рак та інших важких хвороб. Якщо не вжити заходів то подальший вплив радіації може настільки змінити генотип людини (та інших живих організмів), що від попередньої людини «нічого не залишиться» — вон перетвориться на мутанта. А чи корисно це якщо, чи ані согодні сказати важко. Тому краще запобігти цьому.